煤泥水是煤矿洗煤厂在煤炭洗选过程中留下的固液混合物,主要由微细粒煤、矸石、黏土与水混合组成,其含水率一般高达70~90%。煤泥水经过脱水后,可形成一种高粘度的粘稠物料,俗称煤泥,其发热量一般在2000~4000kcal/kg之间,具有可利用价值。随着低热值燃料燃烧技术及循环流化床锅炉应用的日趋成熟,越来越多的电厂将煤泥与煤进行掺混燃烧,煤泥的循环流化床锅炉燃烧利用越来越被重视,其不仅可以节约煤炭资源,保护环境,而且能够降低电厂污染物的排放。因此,煤泥水的燃烧发电技术具有重要的经济价值和社会效益。针对传统煤泥水燃烧发电工艺的开环工艺引起的环境污染、脱水设备效率低下等问题,本文提出了将卧螺离心机引入煤泥水的燃烧发电技术,提出了一种新型的煤泥水燃烧发电工艺。在此基础上,为优化新型煤泥水发电工艺的两大关键环节(卧螺离心机处理煤泥水过程以及煤泥的管道运输过程),本文系统开展了卧螺离心机处理煤泥水的数值模拟及煤泥流动特性实验研究。研究了卧螺离心机对煤泥水的脱水处理过程及脱水效率的影响因素;进而分析了煤泥的流体特性及其管道阻力特性,用以指导煤泥进行高效的管道输运。本文的主要工作如下:(1)将卧螺离心机引入煤泥水的燃烧发电技术中,提出了新型的煤泥水燃烧发电工艺。该工艺分为三个步骤:卧螺离心机对洗煤厂煤泥水的脱水处理、洗煤厂与发电厂间煤泥的管道输运、以及煤泥的循环流化床锅炉燃烧发电。(2)建立了卧螺离心机内煤泥水固液分离的数学模型,并开展了数值模拟,研究了速度场、压力场以及湍流分布等煤泥水在卧螺离心机内的流场特性,进而得出了流场与固液分离性能之间的关系;以此为基础,研究了卧螺离心机转鼓长径比、转鼓半锥角、进口入射角和螺距等结构参数对固液分离性能的影响;研究了得到卧螺离心机螺旋推料器与转鼓的差转速及进料流量等运行参数对固液分离性能的影响。(3)搭建了卧螺离心机对煤泥水脱水处理的试验台,并开展了煤泥水的脱水实验。结果表明:固液分离率随差转速的增加先增加后减小,存在最佳差转速(40~45rpm之间);固液分离率随进料流量的增加先增加后减小,存在最佳进料流量(15m3/h左右)。进而对比了卧螺离心机处理煤泥水的数值模拟与实验结果,验证了数值模拟结果的可靠性。(4)开展了煤泥的非牛顿流体特性及其管道输送阻力特性的实验研究。结果表明:含水量较低时,煤泥呈现Bingham塑性流体特性,含水量为37.5%时呈现出Bingham伪塑性流体的特性,含水量为40%时煤泥为伪塑性流体;煤泥的含水率越高,输送阻力越小,并且煤泥水份在30%左右输送阻力会产生突变(水份增减1%,泵送压力会增减近40%)。本文的研究结果可指导煤泥水的高效脱水以及煤泥的高效管路输送,从而提高煤泥水燃烧发电技术的效率,同时,补充完善了煤泥的非牛顿流体流动特性及管道阻力特性理论,具有重要的理论与实践价值。